头季源库调节对再生稻再生力的影响及其机理探究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:Lu153
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再生稻具有经济效益高、生态效益显著和产投比高等优势,近年来我国再生稻种植呈逐年增加的趋势。然而,强再生力水稻品种的缺乏是目前限制再生稻大面积推广的一个重要因素。再生力的高低与头季成熟期收获后稻桩中残留营养物质密切相关,而头季成熟期稻桩营养物质受头季源库结构的调控。然而,目前关于头季不同源库关系与再生力和再生季产量的关系还鲜有研究。因此,本研究通过剪叶和疏花处理改变头季源库关系来探究其对再生芽萌发、再生力和再生季产量的影响,并从头季物质积累与转运和内源激素含量两个方面来探究再生芽萌发的内在机理。主要试验结果如下:1.剪叶和疏花处理分别使头季产量降低了36.8%和21.1%,但对再生芽萌发和再生季产量的影响存在明显的差异。总体表现为疏花处理显著促进了各个节位再生芽的萌发,使其周年生育期缩短了9-13天,并使其再生季产量平均增加了11.3-16.9%;而剪叶处理延缓了各个节位再生芽的萌发,使其周年生育期平均延长了2-9天,进而使其再生季产量降低了1.4-5.8%。从产量构成分析可知,剪叶和疏花处理主要通过调控再生季的单位面积穗数来调控产量的。2.通过对不同节位产量贡献分析可知,剪叶和疏花处理对再生季产量的影响主要通过调控D2和D4节产量对再生季总产的相对贡献率来实现。疏花处理虽然降低了D4节产量对再生季总产的贡献,但是显著增加了D2节产量的贡献率,进而显著提高了再生季产量;而剪叶处理表现出与疏花处理相反的趋势,即剪叶处理显著降低了D2节产量的贡献和显著增加了D4节产量贡献。剪叶和疏花处理对不同节位再生季产量的影响主要通过调控不同节位单位面积穗数或再生力来实现。其中,疏花处理分别使2017-2019年的再生力增加21.1%、39.1%和14.4%,而剪叶处理分别使三年的再生力降低27.0%、10.2%和5.7%。3.此外,剪叶和疏花处理改变了头季粒叶比(源库结构),引起了头季植株体内的碳氮代谢和头季花前和花后物质积累与转运的差异,使头季成熟时稻桩干重和非结构性碳水化合物含量发生变化,进而影响再生力和再生季产量。即头季粒叶比越小,再生季产量越高。头季粒叶比可以作为评价品种再生力高低的一个指标。从物质积累与转运分析可知,高再生力和再生季产量在于高的头季花前积累的干物质转运量、稻桩干物质转运量和再生季花后干物质积累量。4.用LC-MS8050建立了一种用外标法快速高效的检测10种内源激素含量的方法,并通过测定再生芽萌发过程中茎芽中内源激素含量的变化可知,不同节位再生芽的萌发受内源激素IAA、ABA、GAs和CTKs的共同调控。通过与再生芽萌发过程中单芽长和单位面积芽数的相关性可知,倒二节再生芽的萌发主要受CTKs调控,倒三节再生芽的萌发主要受CTKs和GAs的共同调控,而倒四节再生芽主要受CTKs和ABA的共同调控。进一步分析可知,CTK中的t Z9g和i P9G是调控不同节位再生芽萌发的主要信号物质。此外,不同节位再生芽萌发受不同类型激素的调控的差异可能与不同节位再生芽萌发时间的差异密切相关。以上结果表明,头季齐穗期剪叶和疏花处理对再生力和再生季产量的影响主要通过改变头季粒叶比来实现,即头季粒叶比越小,再生力和再生季产量越高。进一步分析可知头季粒叶比的改变影响了头季植株内碳氮代谢和物质积累与转运以及各个节位茎芽中内源激素含量的变化(特别是CTK),从而影响不同节位再生芽的萌发和生长。本研究初步探明了再生芽萌发的内在机理,为筛选强再生力水稻品种和在生产上人为调控再生力和再生季产量提供理论依据。
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